[操作系统]实验三进程调度模拟程序

时间：2016-05-11 21:53:38 阅读：236 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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实验三进程调度模拟程序

专业：商软一班 姓名：黄冠锋 学号：201406114134

1.实验目的和要求

1.1. 实验目的

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

1.2.实验要求

1.2.1例题：设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

进程调度算法：采用最高优先级优先的调度算法（即把处理机分配给优先级最高的进程）和先来先服务（若优先级相同）算法。

(1). 每个进程有一个进程控制块（PCB）表示。进程控制块包含如下信息：进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已用CPU时间、进程状态等等。

(2). 进程的优先级及需要的运行时间可以事先人为地指定，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

(3). 每个进程的状态可以是就绪 r（ready）、运行R（Running）、或完成F（Finished）三种状态之一。

(4). 就绪进程获得 CPU后都只能运行一个时间片。用已占用CPU时间加1来表示。

(5). 如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用CPU时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待调度。

(6). 每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列中各个进程的 PCB，以便进行检查。　　

(7). 重复以上过程，直到所要进程都完成为止。

思考：作业调度与进程调度的不同？

1.2.2实验题A：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“最高优先数优先”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。

“最高优先级优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中优先数最高的进程。

(1). 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。

(2). 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定规则修改优先数。例如：在进程获得一次CPU后就将其优先数减少1，并且进程等待的时间超过某一时限（2个时间片时间）时增加其优先数等。

(3). （**）进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定，（也可以由随机数产生）。

(4). （**）在进行模拟调度过程可以创建（增加）进程，其到达时间为进程输入的时间。

1.2.3实验题B：编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用“基于时间片轮转法”调度算法对N（N不小于5）个进程进行调度。 “轮转法”有简单轮转法、多级反馈队列调度算法。

(1). 简单轮转法的基本思想是：所有就绪进程按 FCFS排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用CPU的时间片长度相同。如果运行进程用完它的时间片后还未完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程。直至所有的进程运行完毕。（此调度算法是否有优先级？）

(2). 多级反馈队列调度算法的基本思想是：

将就绪队列分为N级（N＝3～5），每个就绪队列优先数不同并且分配给不同的时间片：队列级别越高，优先数越低，时间片越长；级别越小，优先数越高，时间片越短。

系统从第一级调度，当第一级为空时，系统转向第二级队列，.....当处于运行态的进程用完一个时间片，若未完成则放弃CPU，进入下一级队列。

当进程第一次就绪时，进入第一级队列。

(3). （**）考虑进程的阻塞状态B（Blocked）增加阻塞队列。进程的是否阻塞和阻塞的时间由产生的“随机数”确定（阻塞的频率和时间长度要较为合理）。注意进程只有处于运行状态才可能转换成阻塞状态，进程只有处于就绪状态才可以转换成运行状态。

2.实验内容

根据指定的实验课题：A（1），A（2），B（1）和B（2）

完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

注：带**号的条目表示选做内容。

3. 实验环境

可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4.实验原理及核心算法参考程序段

动态优先数（优先数只减不加）：

源代码：

  1 #include "stdio.h"
  2 #include "conio.h"
  3 #include <stdlib.h>
  4 #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
  5 #define NULL 0
  6 
  7 struct pcb{ /*定义进程控制块pcb */
  8     char name[10];
  9     char state;
 10     int super;
 11     int ntime;
 12     int rtime;
 13     struct pcb* link;
 14 }
 15 *q=NULL,*p;
 16 typedef struct pcb PCB;
 17 
 18 void sort()    /*建立对进程进行优先级排列函数*/
 19 {
 20     PCB *first,*second;
 21     int i=0;
 22     if((q==NULL)||((p->super)>(q->super))) /*优先数最大者插入队首*/
 23     {
 24         p->link=q;
 25         q=p;
 26     }
 27     else           /*进程比较优先级，插入适当的位置中*/
 28     {
 29         first=q;
 30         second=first->link;
 31         while(second!=NULL)
 32         {
 33             if((p->super)>(second->super)) /*若插入进程比当前进程优先数大，插入到当前进程前面*/
 34             {
 35                 p->link=second;
 36                 first->link=p;
 37                 second=NULL;
 38                 i=1;
 39             }
 40             else /*插入进程优先数最低，则插入到队尾*/
 41             {
 42                 first=first->link;
 43                 second=second->link;
 44             }
 45         }
 46         if(i==0) first->link=p;
 47     }
 48 }
 49 
 50 void input()   /*建立进程控制块函数*/
 51 {
 52     int i,num; 
 53     printf("\n 请输入进程数：");
 54     scanf("%d",&num);
 55     for(i=0;i<num;i++)
 56     {
 57         printf("\n 请输入进程号No.%d:\n",i);
 58         p=getpch(PCB);
 59         printf("\n 请输入进程名：");
 60         scanf("%s",p->name);
 61         printf("\n 请输入进程优先数：");
 62         scanf("%d",&p->super);
 63         printf("\n 请输入进程运行时间：");
 64         scanf("%d",&p->ntime);
 65         printf("\n");
 66         p->rtime=0;p->state=‘w‘;
 67         p->link=NULL;
 68         sort();
 69     }
 70 }
 71 
 72 int len()
 73 {
 74     int l=0;PCB* pr=q;
 75     while(pr!=NULL)
 76     {
 77         l++;
 78         pr=pr->link;
 79     }
 80     return(l);
 81 }
 82 
 83 void show(PCB* pr)  /*建立进程显示函数，用于显示当前进程*/
 84 {
 85     printf("\n qname \t state \t super \t ndtime \truntime \n");
 86     printf("|%s\t",pr->name);
 87     printf("|%c\t",pr->state);
 88     printf("|%d\t",pr->super);
 89     printf("|%d\t",pr->ntime);
 90     printf("|%d\t",pr->rtime);
 91     printf("\n");
 92 }
 93 
 94 void check() /*建立进程查看函数*/
 95 {
 96     PCB* pr;
 97     printf("\n 当前正在运行的进程是：%s",p->name); /*显示当前运行进程*/
 98     show(p);
 99     pr=q;
100     printf("\n 当前就绪队列状态为：\n"); /*显示就绪队列状态*/
101     while(pr!=NULL)
102     {
103         show(pr);
104         pr=pr->link;
105     }
106 }
107 
108 void destroy() /*建立进程撤销函数（进程运行结束，撤销进程）*/
109 {
110      printf("\n 进程[%s]已完成.\n",p->name);
111      free(p);
112 }
113 
114  void running() /*建立进程就绪函数（进程运行时间到，置就绪状态）*/
115 {
116      (p->rtime)++;
117      if(p->rtime==p->ntime)
118          destroy();
119      else
120      {
121          (p->super)--;
122          p->state=‘w‘;
123          sort();
124      }
125 }
126 
127 void main()
128 {
129     int length,h=0;
130     char ch;
131     input();
132     length=len();
133     while((length!=0)&&(q!=NULL))
134     {
135      ch=getchar();
136      h++;
137      printf("\n The execute number:%d \n",h);
138      p=q;
139      q=p->link;
140      p->link=NULL;
141      p->state=‘R‘;
142      check();
143      running();
144      printf("\n 按任一键继续......");
145      ch=getchar();
146     }
147     printf("\n\n 进程已完成.\n");
148     ch=getchar();
149 
150 }